KR0127147B1

KR0127147B1 - Temperature balance controller of each section of multiple section glass fiber forming bushing and method thereof

Info

Publication number: KR0127147B1
Application number: KR1019890700395A
Authority: KR
Inventors: 까밀로 바라소 유진; 프랭크린 데이 글렌; 제이프라사드 데사이 아비나쉬
Original assignee: 데니스 엘.자벨라; 오웬즈-코닝 파이버글라스 코포레이션
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1998-10-01
Also published as: AU1798788A; FI890865A0; DE3872369D1; US4780120A; EP0323486B1; JPH0822758B2; CN1031991A; CN1018539B; AU593504B2; CA1289646C; EP0323486A1; FI890865A; DE3872369T2; FI96454B; KR890702103A; JPH02500835A; FI96454C; WO1989000309A1

Abstract

내용없음No content

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱의 각 섹션의 온도 균형 장치 및 그 방법Temperature balance device and method of each section of multi-section fiberglass forming bushing

[기술분야][Technical Field]

부싱 균형 제어기(bushing balance controller)는 유리 섬유 제조 기술(glass fiber production arts)에 관한 것으로서, 특히 다중 섹션 유리 섬유 부싱(multiple section glass fiber producing bushing)의 각 섹션 양단의 온도를 균형 및 유지시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.Bushing balance controllers relate to glass fiber production arts, in particular apparatus for balancing and maintaining the temperature across each section of a multiple section glass fiber producing bushing; It is about a method.

[배경기술][Background]

유리 섬유를 제조하는 한 방법은 정밀한 금속 부싱의 구멍을 통해 용융된 유리를 통과시켜 용융된 유리의 흐름을 가늘게하여 섬유가 되게하는 것이다. 상기 금속 부싱은 용융된 유리로 가득찬 용기(container)를 구성한다. 상기 부싱의 밑바닥은 용융된 유리가 기계적 수단에 의해 끌어당겨져 통과되는 다수의 구멍을 한정한다. 균일한 유리 섬유의 제조를 촉진 및 보장하기위해선 균일한 온도로 부싱을 가열하는 것이 유리하다. 부싱을 가열하는 양호한 방법은 부싱에 고전류를 흐르게하는 것이다.One method of making glass fibers is to pass molten glass through the holes of a precision metal bushing to thin the flow of molten glass into fibers. The metal bushing constitutes a container filled with molten glass. The bottom of the bushing defines a number of holes through which the molten glass is drawn and passed by mechanical means. It is advantageous to heat the bushing to a uniform temperature in order to promote and ensure the production of uniform glass fibers. A good way to heat the bushing is to flow a high current through the bushing.

제조된 섬유의 직경은 유리의 조성, 유리의 온도, 부싱의 온도, 용융된 유리섬유를 냉각하는 속도에 영향을 주는 부싱 아래쪽의 온도 조건 및 기계적으로 가늘게 함으로 인해 섬유에 유입된 스트레스(stress)에 좌우된다. 상기 공정의 목적은 균일한 직경의 다수의 유리 섬유를 형성하여, 이로인해 패키지 중량을 균일화하는 것이다. 통상, 다중 섹션을 가진 부싱이 사용되고 이러한 다중 섹션 부싱의 각 섹션 양단의 일정하고 균일한 온도의 유지는 균일한 섬유 직경의 제조에 중요한 고려의 대상이 된다는 것이 발견되었다.The diameter of the fibers produced is dependent on the stress introduced into the fibers due to the temperature conditions under the bushing and the mechanical thinning that affect the composition of the glass, the temperature of the glass, the temperature of the bushings, and the rate of cooling the molten glass fibers. Depends. The purpose of the process is to form a plurality of glass fibers of uniform diameter, thereby homogenizing the package weight. Typically, bushings with multiple sections are used and it has been found that maintaining a constant and uniform temperature across each section of such multi-section bushings is an important consideration in the production of uniform fiber diameters.

이러한 섹션이 공통의 온도에서 일정하게 동작하기 위해선, 다중 섹션 부싱의 개별 섹션으로의 열의 부가를 제어하기 위한 다양한 계획이 제안되어졌다. 예를들어, 1987년 4월 14일자로 허여된 미국 특허 제 4,657,572호에는 설정 온도를 달성하고 유지시키기 위해 설정 온도에서 동작하는 부싱 섹션으로부터 흐르는 전류를 우회시키므로 다중 섹션 부싱의 온도의 균형을 이루는 시스템에 관해 기술되었다. 상기 시스템에 있어서, 개별 부싱 섹션의 온도 감지는 부싱 섹션의 저항 변화를 감지하고, 온도 및 설정 온도로부터의 편차를 계산하므로 이루어진다.In order for these sections to operate constantly at a common temperature, various schemes have been proposed to control the addition of heat to the individual sections of the multi-section bushings. For example, US Pat. No. 4,657,572, issued April 14, 1987, is a system that balances the temperature of a multi-section bushing by bypassing current flowing from the bushing section operating at the set temperature to achieve and maintain the set temperature. Has been described. In the system, temperature sensing of the individual bushing sections is achieved by sensing the resistance change of the bushing section and calculating the deviation from the temperature and the set temperature.

온도 감지의 또다른 방법이 미국 특허 제4,594,087호에 기술되어 있다. 상기 특허에는, 다수의 열전쌍이 부싱을 따라 여러 위치에 배치되어 평균 온도 판독을 제공한다. 한쌍의 다이리스터는 희망 온도를 유지시키기 위해 부싱의 각각의 반을 통해 흐르는 전류를 가능하게 분로한다.Another method of temperature sensing is described in US Pat. No. 4,594,087. In this patent, multiple thermocouples are placed at various locations along the bushing to provide an average temperature reading. The pair of thyristors possibly shunt the current flowing through each half of the bushing to maintain the desired temperature.

미국 특허 제 4,024,336호는 상기 언급된 장치와 다소 유사한 분할 부싱 제어기를 기술한다. 상기 특허에는, 두개의 온도 감지부가 사용된다. 상기 감지부중 제1의 온도 감지부가 전체 부싱에 공급된 전원을 조절하는 제1의 제어기를 구동시키는 반면에 제2의 온도 감지부 및 제2의 제어기는 상기 부싱의 반을 분로시키는 한쌍의 전파 가변 임피던스 장치를 제어하므로 2개의 부싱 섹션으로의 대응 전류를 조절한다.U. S. Patent No. 4,024, 336 describes a split bushing controller which is somewhat similar to the above mentioned apparatus. In this patent, two temperature sensing units are used. The first temperature sensing unit of the sensing unit drives a first controller that regulates the power supplied to the entire bushing, while the second temperature sensing unit and the second controller vary a pair of radio waves that divide the half of the bushing. By controlling the impedance device, it regulates the corresponding current to the two bushing sections.

미국 특허 제4,546,485호에선, 부싱을 따라 배치된 다수의 열전쌍의 전류흐름 및 그에 따른 부싱의 온도를 제어 및 유지하기 위해 사용된 평균 온도를 제공한다. 수동으로 조절가능한 가변 임피던스 장치는 균일한 처리량을 달성하고 유지하기 위해서 상기 부싱의 반의 대응 온도를 제어하도록 조정될 수도 있다.US Pat. No. 4,546,485 provides an average temperature used to control and maintain the current flow of a plurality of thermocouples disposed along the bushing and thus the temperature of the bushing. The manually adjustable variable impedance device may be adjusted to control the half temperature of the bushing to achieve and maintain a uniform throughput.

임의의 유리 섬유 부싱 온도 제어 장치에서 직면될 첫번째 고려대상중 하나는 온도감지 수단의 선택이다. 이 분야에서 실용성을 구비한 것처럼 일반적으로 인식된 것이 열전쌍, 적외선, 즉, 비-접촉형 온도 측정 및 저항 온도 측정이다.One of the first considerations to be faced in any glass fiber bushing temperature control device is the choice of temperature sensing means. Generally recognized as practical in this field are thermocouples, infrared, ie non-contact, temperature and resistance temperature measurements.

각각의 전술한 온도 측정 수단은 장점 및 단점을 수반한다. 예를들어, 본 열전쌍 기술은 매우 정확한 온도 측정을 제공한다. 그러나, 유리 섬유 형성 부싱의 동작 온도, 즉, 1371.1℃(2,500°F) 근방에서, 열전쌍은 비교적 짧은 수명을 갖는다. 게다가, 상기 열전쌍이 단지 한 점에서만 온도를 측정하고 상기 열전쌍이 통상 부싱의 외부에 고착되기 때문에, 용융된 유리의 온도 변화와 부싱 온도의 변화 및 열전쌍에 의한 온도 변화의 감지간에는 일정의 시간 지역이 존재한다. 적외선 온도 측정 기술은 정확하긴 하나 용융된 유리의 유출 흐름의 존재와 핀 실드(fin shield) 및 다른 온도 제어 장치에 기인한 부상 아래쪽의 복잡한 상태에 의해 영향을 받게 된다.Each of the aforementioned temperature measuring means involves advantages and disadvantages. For example, the present thermocouple technology provides very accurate temperature measurements. However, near the operating temperature of the glass fiber forming bushing, ie 1371.1 ° C. (2500 ° F.), thermocouples have a relatively short lifespan. In addition, since the thermocouple measures temperature only at one point and the thermocouple is usually fixed outside of the bushing, there is a constant time zone between the change in temperature of the molten glass and the change in the bushing temperature and the change in temperature by the thermocouple. exist. Infrared temperature measurement technology is accurate but is affected by the presence of molten glass effluent flow and the complex conditions underneath the injury due to fin shields and other temperature control devices.

저항 측정을 통한 온도 감지 및 제어는 어쩌면 상기 분야에 가장 적합한 해결책일 수 있으나 상기 해결책 역시 장애가 없지는 않다. 예를들어, 상기 시스템은 전류가 상기 시스템을 통해 흐르는 동안 부싱의 저항치를 측정하기 때문에, 상기 시스템은 전원 라인의 노이즈 및 다른 지역적으로 발생된 간섭에 영향을 받기 쉽다. 게다가, 제어 시스템이 전체 부싱의 일부를 통해 흐르는 전류를 조절한다고 가정하면, 조절된 전류 흐름이 저항치 판독에 대해 간섭하는 것을 방지하기 위한 단계가 선택 되어야만 한다.Temperature sensing and control through resistance measurement may be the best solution for the field, but the solution is not without obstacles. For example, because the system measures the resistance of the bushing while current flows through the system, the system is susceptible to noise from power lines and other locally generated interference. In addition, assuming that the control system regulates the current flowing through part of the overall bushing, a step must be selected to prevent the regulated current flow from interfering with the resistance reading.

다중 섹션 유리 형성 부싱의 온도 제어 기술 분야에서의 개선은 바람직하고 가능하다는 것이 전술한 설명 및 종래 기술의 검토로 부터 명백하다.It is evident from the foregoing description and review of the prior art that improvements in the temperature control art of multi-section glass forming bushings are desirable and possible.

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

본 발명에 따른 부싱 균형 제어기는 열전쌍 또는 저항(전압 강하) 측정 기술에 의해 다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱의 각 섹션의 온도를 감지하고 전체 부싱에 공급되고 전체 부싱을 통해 통과 하는 전기 에너지 및 각각의 부싱 섹션을 희망 설정 온도로 유지시키기 위해 한 섹션을 제외한 부싱의 모든 섹션에 주입된 전기 에너지를 조절한다.The bushing balance controller according to the present invention senses the temperature of each section of a multi-section glass fiber forming bushing by thermocouple or resistance (voltage drop) measurement technology and is supplied to the entire bushing and the electrical energy and each bushing passed through the entire bushing. The electrical energy injected into all sections of the bushing except one section is adjusted to maintain the section at the desired set temperature.

N개의 부싱 섹션에 부착된 N개의 열전쌍을 이용한 시스템에서, N-1개의 열전쌍 제어기 및 전원 장치가 N-1개의 섹션을 제어하도록 전원을 주입하는 반면, N번째 열전쌍, 제어기 및 전원 장치는 전기 에너지의 부여를 제어하고 이로인해 N개의 섹션의 전체 부싱의 온도를 제어하여, N번째 부싱 섹션의 온도를 효과적으로 제어한다.In a system with N thermocouples attached to N bushing sections, the N-1 thermocouple controller and power supply inject power to control the N-1 sections, whereas the N th thermocouple, controller and power supply are electrical energy. The temperature of the Nth bushing section is effectively controlled by controlling the provision of and thereby controlling the temperature of the entire bushing of the N sections.

저항(전압강하) 측정 기술이 다중 섹션 부싱의 N개의 개별 섹션의 온도를 유사한 방식으로 제어하는데 또한 이용될 수도 있는데, 이 경우 각각의 N개의 섹션 양단의 전압 강하를 감지하고 설정 온도로 부터 감지된 편차에 따라 각각의 N-1개의 섹션으로의 전기 에너지의 주입을 제어하고 N번째 섹션 양단의 전압강하를 감지하고 설정 온도로 부터 감지된 편차에 따라 N개의 섹션의 전체 부싱으로의 전기 에너지의 부여를 제어하여, N번째 부싱 섹션의 온도를 효과적으로 제어한다. 상기 설비에 있어서, 전류는 N-1개의 섹션에 주입되고 정밀한 감지 및 적당한 제어를 보장하기 위해 전원 장치를 교체하는 동안 전압강하가 감지된다.Resistance (dropout) measurement techniques can also be used to similarly control the temperature of the N individual sections of a multi-section bushing, in which case it detects the voltage drop across each of the N sections and detects from the set temperature. Control the injection of electrical energy into each N-1 sections according to the deviation, sense the voltage drop across the Nth section, and assign electrical energy to the entire bushing of N sections according to the detected deviation from the set temperature. By controlling the temperature of the N-th bushing section effectively. In this arrangement, current is injected into the N-1 sections and a voltage drop is sensed during replacement of the power supply to ensure precise sensing and proper control.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱의 각각의 개별 섹션의 온도를 조정 및 유지하는 부싱 균형 제어기를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a bushing balance controller that adjusts and maintains the temperature of each individual section of a multi-section glass fiber forming bushing.

본 발명의 또다른 목적은 다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱의 개별 섹션의 온도를 감지하고 희망 설정 온도로 부싱의 각 섹션의 온도를 조정 및 유지시키기 위해 한 부싱 섹션을 제외한 모든 섹션에 보충 전기 에너지를 주입하는 수단을 제공하는 것이다.Another object of the invention is to sense the temperature of individual sections of a multi-section glass fiber forming bushing and inject supplemental electrical energy into all sections except one bushing section to adjust and maintain the temperature of each section of the bushing to the desired set temperature. It is to provide a means to.

본 발명의 또다른 목적은 N개의 부싱 섹션의 온도를 감지하고 N-1개의 섹션으로의 전기 에너지의 주입 및 모든 N개의 섹션을 통한 전기 에너지의 흐름을 제어하는 다중 섹션 유리 형성 부싱 제어기를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a multi-section glass forming bushing controller which senses the temperature of the N bushing sections and controls the injection of electrical energy into the N-1 sections and the flow of electrical energy through all N sections. will be.

본 발명의 또다른 목적 및 잇점은 실시예 및 첨부된 도면에 관한 이하 설명을 참조하므로 명백해질 것이다.Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments and the accompanying drawings.

[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]

제1도는 온도 감지기로써 열전쌍을 이용한 본 발명에 따른 다중 섹션 부싱 제어기의 개략도이며,1 is a schematic diagram of a multi-section bushing controller according to the invention using a thermocouple as a temperature sensor,

제2도는 저항(전압 강하) 온도 감지 기술을 이용한 다중 섹션 유리 형성 부싱 제어기의 개략도이며,2 is a schematic diagram of a multi-section glass forming bushing controller using a resistive (voltage drop) temperature sensing technique,

제3도는 다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱의 전기적 특성도이고,3 is an electrical characteristic diagram of a multi-section glass fiber forming bushing,

제4도는 저항(전압 강하) 온도 감지 기술과 인터리브된(inertleaved) 감지 및 전류 주입을 이용한 다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱용 제어기의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a controller for a multi-section glass fiber forming bushing using resistive (voltage drop) temperature sensing technology and inertleaved sensing and current injection.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]Best Mode for Carrying Out the Invention

제1도를 참조하면, 전류 주입을 통해 다중 섹션 부싱의 온도를 제어 및 유지하고 온도 감지기로서 열전쌍을 이용하는 시스템이 설명되고 통상 참조부호 숫자 10으로 도시되었다. 상기 시스템(10)은 제1 또는 좌측 섹션(14), 제2 또는 중앙 섹션(16) 및 제3 또는 우측 섹션(18)의 3섹션으로 분할되는 광물 또는 유리섬유 형성 부싱 어셈블리(12)를 포함한다. 3섹션 부싱에 관한 본 발명의 설명이 예시적 설명을 목적으로 한 것임을 알아야 한다. 본 발명에 이용될 수도 있는 다중 섹션 부싱의 실제 섹션의 수는 본원에 기재된 3섹션 보다 쾌히 또는 편리하게 약간 많거나 또는 적을 수도 있다.Referring to FIG. 1, a system for controlling and maintaining the temperature of a multi-section bushing through current injection and using a thermocouple as a temperature sensor is described and generally indicated by reference numeral 10. The system 10 includes a mineral or fiberglass forming bushing assembly 12 divided into three sections of a first or left section 14, a second or central section 16 and a third or right section 18. do. It should be understood that the description of the invention with respect to three-section bushings is for illustrative purposes. The actual number of sections of a multi-section bushing that may be used in the present invention may be slightly more or less pleasantly or conveniently than the three sections described herein.

전기 에너지는 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 양단에 접속되고 제1의 전원 변압기(24)의 2차측에 결합된 한쌍의 라인(20 및 22)를 통해 전체 다중 섹션 부싱 어셈블리(12) 양단에 인가된다. 제1의 전원 변압기(24)의 1차측에는 제1의 전원 팩(26)으로부터의 전기 에너지가 공급된다. 상기 제1의 전원 팩(26)은 통상 라인(28)의 전기 에너지원에 접속되는 고상 제어 장치(solid state control device)이고 제어 라인(30)의 제어 신호를 수신한다. 상기 제1의 전원 팩(26)은 제어 라인(30)의 제어 신호에 따라 제1의 전원 변압기(24)로 상기 팩의 출력의 크기를 조절한다.Electrical energy is applied across the entire multi-section bushing assembly 12 via a pair of lines 20 and 22 connected to both ends of the multi-section bushing assembly 12 and coupled to the secondary side of the first power transformer 24. do. The primary side of the first power transformer 24 is supplied with electrical energy from the first power pack 26. The first power pack 26 is typically a solid state control device connected to the electrical energy source of the line 28 and receives a control signal of the control line 30. The first power pack 26 adjusts the magnitude of the output of the pack with the first power transformer 24 according to the control signal of the control line 30.

제어 라인(30)의 제어 신호는 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 중앙 섹션(16)에 고착된 제1의 열전쌍(36)으로부터 라인(34)의 전압 신호를 수신하는 제1의 프로세스 제어기(32)에 의해 제공된다. 상기 제1의 프로세스 제어기(32)는 웨스트 버지니아주 페어몬트 소재의 전자 제어 시스템(Electronic Control System)사에 의해 제조된 모델 6810 또는 6403 제어기나 또는 리드 및 노드롭(Leeds and Northrup)사에 의해 제조된 Emax V 제어기와 같거나 유사할 수도 있다. 비록 제1의 열전쌍(36)이 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 중앙 섹션(16)의 온도만을 감지할지라도, 상기 제1의 열전쌍의 전체 부싱 어셈블리(12)에 전기 에너지의 부여를 최종적으로 제어하는 전압 신호의 형태로 데이타를 제공한다는 것이 이해될 것이다. 제1의 전원 팩(26) 자체는 통상 대략 10 내지 35 킬로와트의 전기 에너지의 용량을 가질 수도 있다.The control signal of the control line 30 is a first process controller 32 which receives the voltage signal of the line 34 from the first thermocouple 36 fixed to the central section 16 of the multi-section bushing assembly 12. Is provided by The first process controller 32 is a model 6810 or 6403 controller manufactured by Electronic Control System of Fairmont, West Virginia, or manufactured by Leads and Northrup. It may be the same as or similar to the Emax V controller. Although the first thermocouple 36 senses only the temperature of the central section 16 of the multi-section bushing assembly 12, it finally controls the provision of electrical energy to the entire bushing assembly 12 of the first thermocouple. It will be appreciated that the data is provided in the form of a voltage signal. The first power pack 26 itself may typically have a capacity of about 10 to 35 kilowatts of electrical energy.

제2의 열전쌍(46)은 전술된 제1의 프로세스 제어기(32)와 되도록 동일한 제2의 프로세스 제어기(50)에 라인(48)의 신호를 제공한다. 제2의 프로세스 제어기(50)의 출력이 제어 라인(52)을 통해 제2의 전원 팩(54)에 제공된다. 상기 제2의 전원 팩(54)은 상기 전자 제어 시스템사의 모델 7702와 같거나 유사할 수도 있고 약 100 암페어의 2차 전류를 제공하는 스텝 다운(step down) 변압기의 1차측에 약 30 암페어의 전류 공급 능력을 제공한다. 상기 제2의 전원 팩(54)은 라인(28)으로부터 제2의 전원 변압기(56)의 1차 코일로의 전기 에너지의 공급을 제어한다. 제2의 전원 변압기(56)의 2차측의 출력은 라인(60 및 62)을 통해 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 제1의 섹션(14)의 양단에 제공된다.The second thermocouple 46 provides the signal of line 48 to the second process controller 50 which is the same as the first process controller 32 described above. The output of the second process controller 50 is provided to the second power pack 54 via the control line 52. The second power pack 54 may be the same as or similar to the Model 7702 of the Electronic Control Systems Inc. and has a current of about 30 amps on the primary side of a step down transformer providing a secondary current of about 100 amps. Provide supply capacity. The second power pack 54 controls the supply of electrical energy from the line 28 to the primary coil of the second power transformer 56. The output of the secondary side of the second power transformer 56 is provided at both ends of the first section 14 of the multi-section bushing assembly 12 via lines 60 and 62.

비슷한 어셈블리가 온도를 감지하고 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 제3 섹션(18)에 전기 에너지의 제어를 제공한다. 상기 어셈블리는 제3의 부싱 섹션(18)의 온도를 감지하고 라인(18)을 통해 제3의 프로세스 제어기(70)에 전압 신호를 제공하는 제3의 열전쌍(66)을 포함한다. 상기 제3의 프로세스 제어기(70)는 되도록 상기 프로세스 제어기(32 및 50)와 동일하다. 제어 라인(72)을 통한 제3의 프로세스 제어기(70)의 출력은 제3의 전원 변압기(76)의 1차측에 전기 에너지의 공급을 제어하는 제3의 전원 팩(74)에 제공되는데, 상기 제3의 전원 팩은 제3의 전원 변압기(76)의 2차측으로부터 한쌍의 라인(80 및 82)을 통해 제3의 부싱 섹션(18)의 양단으로 전기 에너지를 차례로 제공한다. 제3전원 팩(74)는 되도록 제2의 전원 팩(54)과 동일하다.A similar assembly senses the temperature and provides control of electrical energy to the third section 18 of the multi-section bushing assembly 12. The assembly includes a third thermocouple 66 that senses the temperature of the third bushing section 18 and provides a voltage signal through the line 18 to the third process controller 70. The third process controller 70 is identical to the process controllers 32 and 50 as much as possible. The output of the third process controller 70 via the control line 72 is provided to a third power pack 74 which controls the supply of electrical energy to the primary side of the third power transformer 76, which The third power pack in turn provides electrical energy across the third bushing section 18 via the pair of lines 80 and 82 from the secondary side of the third power transformer 76. The third power pack 74 is identical to the second power pack 54 as much as possible.

제1의 부싱 섹션(14)과 관련된 구성 부품과 제3의 부싱 섹션(18)과 관련된 구성 부품은 설정 온도로부터 감지된 온도 편차에 응답하여 각각의 부싱 섹션으로의 적당한 흐름을 주입하는 폐쇄된 루프 제어 시스템을 제공한다. 한편, 전술된 구성 부품(제1의 전원 팩(26), 제1의 프로세스 제어기(32), 열전쌍(36) 및 관련 회로)은 전체 다중 섹션 부싱 어셈블리(12) 양단의 전기 에너지의 흐름을 제공 및 제어한다.The components associated with the first bushing section 14 and the components associated with the third bushing section 18 are closed loops that inject the appropriate flow into each bushing section in response to the sensed temperature deviation from the set temperature. Provide a control system. On the other hand, the aforementioned components (first power pack 26, first process controller 32, thermocouple 36 and associated circuits) provide the flow of electrical energy across the entire multi-section bushing assembly 12. And control.

제2도, 제3도 및 제4도를 참조하면, 다중 섹션 부싱 온도 제어 시스템의 제2의 실시예가 설명되고 통상 참조부호 숫자(100)로 도시된다. 다중 섹션 부싱 온도 제어 시스템(100)은 제1도에 도시된 제1의 시스템(10)에 사용된 바와 같이, 다수의 동일 구성 부품, 특히 전기 에너지 제어 구성 부품을 사용하고 물론, 동일 또는 유사 부싱과 함께 동작한다. 상기 시스템(100)은 제1 또는 좌측 섹션(14), 제2 또는 중앙 섹션(16) 및 제3 또는 우측 섹션(18)의 3섹션으로 분할되는 광물 또는 유리 섬유 형성 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)를 포함한다. 앞서의 실시예에서도 기술한 바와같이, 3섹션 부싱과 관련하여 본 발명의 상기 실시예의 도시 및 설명은 단순히 예시 및 설명을 위한 것이고 본 발명은 만약 원한다면 더 많거나 또는 더 적은 섹션을 가진 다중 섹션 부싱에 대해 사용될 수도 있음을 알아야 한다. 상기 시스템(100)은 또한 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 양단에 접속되고 전기 에너지를 제1의 전원 변압기(24)의 2차측으로 부터 상기 어셈블리로 제공하는 한쌍의 라인(20 및 22)을 포함한다.2, 3, and 4, a second embodiment of a multi-section bushing temperature control system is described and shown generally by the reference numeral 100. The multi-section bushing temperature control system 100 uses a number of identical components, in particular electrical energy control components, as well as the same or similar bushings, as used in the first system 10 shown in FIG. Works with The system 100 comprises a mineral or glass fiber forming multi-section bushing assembly 12 divided into three sections of a first or left section 14, a second or central section 16 and a third or right section 18. It includes. As also described in the foregoing embodiments, the illustrations and descriptions of this embodiment of the present invention in connection with a three-section bushing are merely illustrative and illustrative and the present invention is a multi-section bushing with more or fewer sections if desired. It should be understood that it may be used for. The system 100 also includes a pair of lines 20 and 22 connected to both ends of the multi-section bushing assembly 12 and providing electrical energy to the assembly from the secondary side of the first power transformer 24. do.

상기 제1의 전원 변압기(24)의 1차측에는 제1의 전원 팩(26)으로 부터의 전기 에너지가 제공된다. 상기 제1의 전원 팩(26)은 제어 라인(30)의 제어 신호에 따라 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)로의 라인(28)을 통한 전기 에너지의 부가를 제어한다.The primary side of the first power transformer 24 is provided with electrical energy from the first power pack 26. The first power pack 26 controls the addition of electrical energy through the line 28 to the multi-section bushing assembly 12 in accordance with the control signal of the control line 30.

상기 시스템(100)은 또한 제2의 제어 라인(58)의 제어 신호외에도 라인(28)을 통한 전기 에너지를 수신하고 제2의 전원 변압기(56)의 1차측으로의 전기 에너지의 공급을 제어하는 제2의 전원 팩(50)을 포함한다. 상기 제2 전원 변압기(56)의 2차측은 한쌍의 라인(60 및 62)를 통해 제1의 부싱 섹션(14)의 양단에 접속된다. 상기 시스템(100)은 또한 제3의 제어 라인(72)의 제어 신호와 라인(28)의 전기 에너지가 제공되고 제3의 전원 변압기(76)의 1차측에 전기 에너지의 공급을 제어하는 제3의 전원 팩(70)을 포함한다. 상기 제3전원 변압기(76)의 2차측은 한쌍의 라인(80 및 82)을 통해 제3의 부싱 섹션(18)의 양단에 결합된다.The system 100 also receives electrical energy through the line 28 in addition to the control signal of the second control line 58 and controls the supply of electrical energy to the primary side of the second power transformer 56. A second power pack 50 is included. The secondary side of the second power transformer 56 is connected to both ends of the first bushing section 14 via a pair of lines 60 and 62. The system 100 is also provided with a control signal of the third control line 72 and an electrical energy of the line 28 and a third to control the supply of electrical energy to the primary side of the third power transformer 76. The power pack 70 of the. The secondary side of the third power transformer 76 is coupled to both ends of the third bushing section 18 via a pair of lines 80 and 82.

상기 시스템(100)은 이하 방식에 있어 전술된 시스템(10)과는 상이하다. 상기 시스템(100)은 제어 라인(30, 52 및 72)을 통해 제1의 전원 팩(26), 제2의 전원 팩(50) 및 제3의 전원 팩(70)에 제어 신호를 각기 제공하는 부싱 균형 제어기(102)를 더 포함한다. 상기 부싱 균형 제어기(102)는 또한 라인(104, 106, 108 및 110)의 4개의 전압 신호를 수신한다. 라인(104 및 106)의 전압간의 전압차는 제1의 부싱 섹션(14) 양단의 전압 강하를 나타내며, 라인(106 및 108)의 전압간의 전압차는 제2 또는 중앙 부싱 섹션(16) 양단의 전압 강하를 나타내고 라인(108 및 110)의 전압간의 전압차는 제3의 부싱 섹션(18) 양단의 전압 강하를 나타낸다. 상기 시스템(100)은 또한 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)로의 전기 에너지의 주 공급과 관련된 라인(20 또는 22)중 어느 한 라인이 2차측에 설치된 변류기(112)를 포함한다. 상기 변류기(112)는 전체 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)를 통해 흐르는 전류를 감지한다. 상기 변류기(112)의 1차측에 유입된 전류 신호가 정밀 저항기(114)에 인가되어, 부싱 균형 제어기(102)에 인가되는 제어 라인(116)에 전압 신호를 생성한다.The system 100 is different from the system 10 described above in the following manner. The system 100 provides control signals to the first power pack 26, the second power pack 50, and the third power pack 70 via control lines 30, 52, and 72, respectively. It further includes a bushing balance controller 102. The bushing balance controller 102 also receives four voltage signals of lines 104, 106, 108 and 110. The voltage difference between the voltages of lines 104 and 106 represents the voltage drop across the first bushing section 14, and the voltage difference between the voltages of lines 106 and 108 is the voltage drop across the second or central bushing section 16. And the voltage difference between the voltages of lines 108 and 110 represents the voltage drop across the third bushing section 18. The system 100 also includes a current transformer 112 with either of the lines 20 or 22 associated with the main supply of electrical energy to the multi-section bushing assembly 12 installed on the secondary side. The current transformer 112 senses the current flowing through the entire multi-section bushing assembly 12. The current signal introduced to the primary side of the current transformer 112 is applied to the precision resistor 114 to generate a voltage signal on the control line 116 applied to the bushing balance controller 102.

제3도는 부싱 어셈블리(12)와 같은 다중 섹션 부싱의 전기적 특성을 나타낸 전기 개략도이다. 다중 섹션 유리 섬유 형성 부싱의 전기적으로 가열되기 때문에, 상기 부싱을 형성하는 금속의 저항치에 의해 이러한 가열을 발생시키기 위해 상기 저항치는 직렬 저항기에 의해 표시될 수 있다. R₁₄는 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 제1 또는 좌측 섹션(14)의 저항치를 나타내며, R₁₆은 상기 부싱 어셈블리(12)의 제2 또는 중앙 섹션(16)의 저항치를 나타내고 R₁₈은 상기 부싱 어셈블리(12)의 제3 또는 우측 섹션(18)의 저항치를 나타낸다. 각각의 이들 저항치는 상기 부싱의 개별 섹션의 온도가 변화하기에 변화한다.3 is an electrical schematic showing the electrical characteristics of a multi-section bushing, such as the bushing assembly 12. Since the electrically heated multi-section glass fiber forming bushing is electrically heated, the resistance can be indicated by a series resistor to generate such heating by the resistance of the metal forming the bushing. R ₁₄ represents the resistance of the first or left section ₁₄ of the multi-section bushing assembly 12, R ₁₆ represents the resistance of the second or central section ₁₆ of the bushing assembly 12 and R ₁₈ represents the above. The resistance of the third or right section 18 of the bushing assembly 12. Each of these resistance values changes as the temperature of the individual section of the bushing changes.

부싱 균형 제어기(102)의 동작을 이해하기 위하여, 동작의 이론에 관한 간단한 설명이 이하 기술될 것이다.In order to understand the operation of the bushing balance controller 102, a brief description of the theory of operation will be described below.

유리 섬유 형성 부싱에 사용된 통상 금속인 재질의 저항치/온도 관계는 아래와같이 표시될 수 있는데The resistance / temperature relationship of a typical metal used in a glass fiber forming bushing can be expressed as

여기서, R_N은 부싱의 섹션 N의 순간 저항치이며,Where R _N is the instantaneous resistance of section N of the bushing,

R_S는 설정 온도 T_S에서 부싱의 N번째 섹션의 저항치이며,R _S is the resistance of the Nth section of the bushing at the set temperature T _S ,

T_N은 부싱의 섹션 N의 순간 온도이며,T _N is the instantaneous temperature of section N of the bushing,

T_S는 설정 온도이며,T _S is the set temperature,

∝는 부싱 재료의 저항의 온도 계수이다.Is the temperature coefficient of the resistance of the bushing material.

3섹션 부싱 어셈블리(12)의 본 발명의 경우에 있어서는, 부싱 R₁₂의 전체 저항치는 아래와 같이 표시될 수 있다.In the case of the invention of the three-section bushing assembly _12, the overall resistance of the bushing R ₁₂ can be expressed as follows.

부싱 I₁₂에 흐르는 전류는 상기 저항이 직렬로 접속되었기에 각 섹션에서 동일하다. 오옴의 법칙에 의해 전압은 저항에 전류를 곱하는 것인데, 관계식은 아래와 같이 된다.The current flowing in the bushing I ₁₂ is the same in each section because the resistors are connected in series. According to Ohm's law, voltage is the product of resistance multiplied by current.

또는or

물론 어떠한 전류도 주입되지 않았을시에, 상기는 참이다.Of course, this is true when no current is injected.

따라서, 라인(104와 106, 106과 108 및 108과 110) 간의 전위차는 제1의 부싱 섹션(14), 제2의 부싱 섹션(16) 및 제3의 부싱 섹션(18) 양단간에 상기 부싱 섹션의 저항 R을 통한 전류 흐름 I₁₂에 상당하는 전압 강하를 각기 나타낸다. 라인(104와 110)간의 전압차는 전체 다중 섹션 부싱 어셈블리(12) 양단의 전압 강하를 나타낸다.Thus, the potential difference between lines 104 and 106, 106 and 108, and 108 and 110 may vary between the first bushing section 14, the second bushing section 16 and the third bushing section 18. Each shows a voltage drop corresponding to the current flow I ₁₂ through the resistor R. The voltage difference between lines 104 and 110 represents the voltage drop across the entire multi-section bushing assembly 12.

전술된 바와 같이, 설정 온도 근처에서 동작하는 임의의 부싱 섹션 N의 저항/온도 관계는 아래와 같다.As mentioned above, the resistance / temperature relationship of any bushing section N operating near the set temperature is as follows.

부싱 B의 부싱 섹션 N 양단의 전압 강하 E_N는 전류에 저항을 곱한 값으로 아래와 같다.The voltage drop across a bushing section N of a bushing B E _N is as follows: the product of the resistance to the current value.

부싱의 섹션의 온도를 제어하기 위하여, 편차 신호 X_N는 이하 관계식으로 부터 형성되는데,In order to control the temperature of the section of the bushing, the deviation signal X _N is formed from the relation

여기서, C 및 K는 상수이다.Where C and K are constants.

상기식에 앞서의 식을 대입하면 아래와 같다.Substituting the above equation into the above equation is as follows.

부싱 섹션이 적당하거나 또는 설정 온도일시에, T_N=T_S이고 편차는 아래와 같이 표현될 수 있다.When the bushing section is at a suitable or set temperature, T _N = T _S and the deviation can be expressed as follows.

편차신호가 설정 온도에서는 제로이기 때문에, 상기 식은 아래와 같이 된다.Since the deviation signal is zero at the set temperature, the above equation is as follows.

그러나, 부싱 세그먼트 양단의 온도가 설정 온도와 같지 않을시에는 다음과 같다.However, when the temperature across the bushing segment is not equal to the set temperature, it is as follows.

그러므로 상기 등식은 아래와 같이 된다.Therefore, the equation becomes

K=C/R_S를 상기 식에 대입하면 아래와 같다.Substituting K = C / R _S into the above equation gives:

K, ∝ 및 R_S가 상수이기 때문에, 상기 식은 아래와 같이 표현될 수 있는데,Since K, ∝ and R _S are constants, the above equation can be expressed as

여기서 M은 상수이다.Where M is a constant.

상기 편차 신호는 T의 작은 범위에 대해 선형이다.The deviation signal is linear over a small range of T.

제2도 및 제3도와 특히 제4도를 참조하면, 부싱 균형 제어기(102)와 또한 시스템(100)의 관련 전기 구성 부품이 도시된다. 부싱 균현 제어기(102)를 도시한 제4도의 일부를 살펴보면, 제1, 제2 및 제3의 부싱 섹션(14, 16 및 18)관 관련된 3개의 실제로 동일한 회로 부분과 또한 특정의 부가적 회로가 존재한다는 것이 드러난다. 전술된 바와 같이, 부싱 균현 제어기(102)가 임의의 수의 섹션의 부싱에 대해서도 사용될 수도 있고 부분은 부싱 섹션의 수에 상응하게 더 많은 또는 더 적은 수가 사용될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.Referring to FIGS. 2 and 3 and in particular to FIG. 4, the bushing balance controller 102 and also related electrical components of the system 100 are shown. Looking at a portion of FIG. 4 showing the bushing balance controller 102, there are three actually identical circuit portions associated with the first, second and third bushing sections 14, 16 and 18 and also certain additional circuitry. It turns out to exist. As described above, it will be appreciated that the bushing balance controller 102 may be used for any number of sections of bushings and that portions may be used more or less corresponding to the number of bushing sections.

부싱 균형 제어기(102)는 제1의 부싱 섹션(14)의 양단에서의 전압을 나타내는 신호 라인(104 및 106)의 전압 신호를 수신한다. 상기 라인(104 및 106)의 신호는 제1의 차동 증폭기(122)에 인가된다. 상기 차동 증폭기(122)는 상기 두 전압 신호간의 차이를 계산하고 제1의 동기 복조기(124)에 출력을 제공한다. 마찬가지로, 제2 또는 중앙 부싱 섹션(16)의 양단에서의 전압을 나타내는 라인(106 및 108)의 전압 신호는 제2의 차등 증폭기(142)에 제공되고 상기 제2의 차동 증폭기의 출력 신호는 제2의 동기 복조기(144)에 제공된다. 라인(108 및 110)의 전압 신호는 제3의 차등 증폭기(162)의 입력에 제공되고 상기 제3의 차등 증폭기의 출력은 제3의 복조기(164)에 제공된다. 상기 동기 복조기(124, 144 및 164)는 상기 복조기에 제공된 교류 신호를 정확히 전파 정류한다.Bushing balance controller 102 receives the voltage signals of signal lines 104 and 106 representing the voltage across the first bushing section 14. The signals of lines 104 and 106 are applied to the first differential amplifier 122. The differential amplifier 122 calculates the difference between the two voltage signals and provides an output to the first synchronous demodulator 124. Similarly, the voltage signal of lines 106 and 108 representing the voltage across the second or central bushing section 16 is provided to the second differential amplifier 142 and the output signal of the second differential amplifier is 2 is provided to the synchronous demodulator 144. The voltage signal of lines 108 and 110 is provided to the input of the third differential amplifier 162 and the output of the third differential amplifier is provided to the third demodulator 164. The synchronous demodulators 124, 144, and 164 accurately full-wave rectify the AC signal provided to the demodulator.

다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 양단에서의 전압은 라인(104 및 110)에 나타나고 제4의 차동 증폭기(182)에 제공한다. 상기 제4의 차동 증폭기(182)의 출력은 부싱 균형 제어기(102)에 사용된 기본 제어 신호를 제공하는 제로 크로싱 검출기(zero crossing detector;184)를 구동시킨다. 상기 제로 크로싱 검출기(184)로 부터의 직접의 출력은 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)에 제공된 사인파(A.C.) 전원의 0 또는 제로 크로싱을 나타낸 일련의 펄스이다. 상기 일련의 펄스는 라인(186)을 통해 각각의 동기 복조기(124, 144 및 164)에 제공되고 각각의 차동 증폭기(122, 142 및 162)로부터 증폭된 전압 강하 신호의 정류를 제어한다. 상기 일련의 펄스는 또한 2 분할 회로(188)에 또한 제공된다. 상기 2분할 회로(188)는 라인(186)의 매 2펄스에 대해 1펄스를 가진 펄스열을 제어 라인(190)에 제공한다. 제어 라인(190)의 상기 펄스열은 라인(128 및 168)의 각각의 동기 복조기(124 및 164)로부터 정류된 출력 신호를 그라운드로 간헐적으로 분로시키는 제1쌍의 고속의 되도록 전자식의 스위치(126 및 166)를 구동시킨다. 라인(190)의 펄스열은 또한 인버터(192)의 입력에 제공된다. 따라서, 제어 라인(194)의 인버터(192)의 출력은 제어 라인(190)의 펄스와는 동기가 아닌 일련의 펄스이다. 상기 동기가 아닌 일련의 펄스는 제2쌍의 고속의 되도록 전자식의 스위치(146 및 200)를 구동시킨다. 상기 스위치(146 및 200)는 각각의 전원 팩(50 및 70)으로의 제어 신호를 교대로 작업가능 및 작업불가능시키는 제어 라인(52 및 72)의 신호를 그라운드로 간헐적으로 분로시킨다. 제어 라인(190)의 펄스가 제어 라인(194)의 펄스에 대해 반전되거나 또는 동기가 아니기 때문에, 제1쌍의 스위치(126 및 166)의 개폐는 제2쌍의 스위치(146 및 200)의 개폐에 대해 엇갈리거나 또는 동기가 아니다.The voltage across the multiple section bushing assembly 12 appears in lines 104 and 110 and provides to a fourth differential amplifier 182. The output of the fourth differential amplifier 182 drives a zero crossing detector 184 that provides a basic control signal used for the bushing balance controller 102. The direct output from the zero crossing detector 184 is a series of pulses representing zero or zero crossings of a sinusoidal (A.C.) power source provided to the multi-section bushing assembly 12. The series of pulses is provided to each synchronous demodulator 124, 144 and 164 via line 186 and controls the commutation of the voltage drop signal amplified from each of the differential amplifiers 122, 142 and 162. The series of pulses is also provided to the two dividing circuit 188. The dividing circuit 188 provides the control line 190 with a pulse train having one pulse for every two pulses of the line 186. The pulse train of control line 190 is a first pair of high speed electronic switches 126 to intermittently output the rectified output signals from the respective synchronous demodulators 124 and 164 of lines 128 and 168 to ground. 166). The pulse train of line 190 is also provided at the input of inverter 192. Thus, the output of the inverter 192 of the control line 194 is a series of pulses that are not synchronized with the pulses of the control line 190. The non-synchronous series of pulses drives the electronic switches 146 and 200 to be the second pair of high speeds. The switches 146 and 200 intermittently shunt the signals of the control lines 52 and 72 to ground to alternately enable and disable the control signals to the respective power packs 50 and 70. Since the pulse of the control line 190 is inverted or out of sync with the pulse of the control line 194, opening and closing of the first pair of switches 126 and 166 opens and closes the second pair of switches 146 and 200. Are not staggered or motivated about.

인지된 바와 같이, 라인(116)에 나타난 전압은 부싱 전류에 직접 비례한다. 상기 전압은 제4의 차동 증폭기(210)에 의해 증폭된다. 상기 제4의 차동 증폭기(21)의 출력은 제2의 제로 크로싱 검출기(212)에 제공되고 또한 제4의 동기 복조기(214)에 제공된다. 전류 신호에 대해 분리 제로 크로싱 검출기를 사용하므로, 전류 신호와 전압 신호간의 임의의 위상 시프트가 제거된다. 제4의 동기 복조기(214)의 출력은 제어 라인(190)의 펄스가 존재할시에, 출력 신호를 그라운드로 분로시키는 고속 스위치(218)에 결합된 라인(216)으로 이송된다.As will be appreciated, the voltage shown in line 116 is directly proportional to the bushing current. The voltage is amplified by a fourth differential amplifier 210. The output of the fourth differential amplifier 21 is provided to the second zero crossing detector 212 and to the fourth synchronous demodulator 214. By using a separate zero crossing detector for the current signal, any phase shift between the current signal and the voltage signal is eliminated. The output of the fourth synchronous demodulator 214 is sent to a line 216 coupled to the fast switch 218 which shunts the output signal to ground when there is a pulse on the control line 190.

전압 강하에 관한 회로 부분으로 되돌아가면, 라인(128, 148 및 168)의 정류된(직류) 신호는 각각의 연산 증폭기(130, 150 및 170)에 제공된다. 상기 연산 증폭기(130, 150 및 170)는 피이드백 회로(132, 152 및 172)를 각기 구비한다. 쉽게 이해되듯이, 상기 피드백 회로(132, 152 및 172)는 각기 연산 증폭기(130, 150 및 170)의 이득 조정을 용이하게 한다. 상기 피이드백 회로(132, 152 및 172)는 상수 ∝, R_S및 K를 설정한다. 각각의 회로 경로가 개별 피이드백 조정 회로를 구비하기 때문에, 각각의 상기 회로 경로는 특수한 개별 동작 특성에 맞추어질 수 있다.Returning to the circuit portion regarding the voltage drop, the rectified (direct current) signals of lines 128, 148 and 168 are provided to the respective operational amplifiers 130, 150 and 170. The operational amplifiers 130, 150, and 170 have feedback circuits 132, 152, and 172, respectively. As will be readily appreciated, the feedback circuits 132, 152 and 172 facilitate gain adjustment of the operational amplifiers 130, 150 and 170, respectively. The feedback circuits 132, 152 and 172 set constants ∝, R _S and K. Since each circuit path has a separate feedback adjustment circuit, each said circuit path can be tailored to a particular individual operating characteristic.

연산 증폭기(130, 150 및 170)의 출력은 같은 수의 가산 연산 증폭기(134, 154 및 174)의 한 입력에 각기 제공된다. 상기 가산 연산 증폭기(134, 154 및 174)의 다른 입력은 피이드백 회로(224)를 구비한 제4의 연산 증폭기(222)로 부터의 출력 신호에 의해 제공된다. 피이드백 회로(224)는 정수 C인 이득을 설정한다. 상기 연상 증폭기(222)의 출력 신호는 부싱 어셈블리(12)의 전류를 나타내고 인지된 바와 같은 각각의 상기 가산 연산 증폭기(134, 154 및 174)의 다른 입력에 신호 라인(226)을 통해 이송된다.The outputs of the operational amplifiers 130, 150, and 170 are provided to one input of the same number of additive operational amplifiers 134, 154, and 174, respectively. The other input of the addition operational amplifiers 134, 154 and 174 is provided by an output signal from the fourth operational amplifier 222 with a feedback circuit 224. The feedback circuit 224 sets a gain of constant C. The output signal of the associating amplifier 222 represents the current of the bushing assembly 12 and is carried through the signal line 226 to the other input of each of the addition operational amplifiers 134, 154 and 174 as perceived.

가산 연산 증폭기(134)의 출력은 다음과 같은 편차 신호이다.The output of the addition operational amplifier 134 is a deviation signal as follows.

이와 유사하게, 가산 연산 증폭기(154)의 출력은 다음과 같은 편차 신호이고;Similarly, the output of the addition operational amplifier 154 is the deviation signal as follows;

가산 연산 증폭기(174)의 출력은 다음과 같은 편차 신호이다.The output of the addition operational amplifier 174 is a deviation signal as follows.

그후, 상기 가산 연산 증폭기(134)로부터의 편차 신호는 포지티브 에러 신호의 비례 및 적분값을 계산하는 비례 및 적분단(proportional and integral value; 136)으로 진행된다. 그후, 상기 신호는 제2의 전원 팩(50)의 제어를 위해 절되는 초퍼(chopper, 138)로 진행된다. 마찬가지로, 제2 또는 중앙 부싱 섹션(16)과 관련된 부싱 균형 제어기(102)의 부분은 제1의 전원 팩(26)을 차례로 구동시키는 초퍼(158)를 구동시키는 비례 및 적분단(156)을 포함한다. 마찬가지로, 제3 또는 우측 부싱 섹션(18)과 관련된 부싱 균형 제어기(102)의 부분은 제3의 전원 팩(70)을 차례로 구동시키는 초퍼(178)를 구동시키는 비례 및 적분단(176)을 포함한다. 상기 비례 및 적분단(136, 156 및 176)과 초퍼(138, 158 및 178)는 일렉트릭 제어 시스템사에 의해 제조된 모델 6810 또는 모델 6403이나 또는 리드 및 노드롭사의 모델 Emax V과 같은 통상 상업적으로 입수 가능한 프로세스 제어기에 의해 제공될 수도 있다.The deviation signal from the addition operational amplifier 134 then proceeds to a proportional and integral value 136 that calculates the proportional and integral value of the positive error signal. The signal then proceeds to a chopper 138 that is cut off for control of the second power pack 50. Similarly, the portion of the bushing balance controller 102 associated with the second or central bushing section 16 includes a proportional and integral stage 156 that drives the chopper 158 which in turn drives the first power pack 26. do. Similarly, the portion of the bushing balance controller 102 associated with the third or right bushing section 18 includes a proportional and integral stage 176 that drives the chopper 178 which in turn drives the third power pack 70. do. The proportional and integral stages 136, 156 and 176 and choppers 138, 158 and 178 are commonly commercially available, such as Model 6810 or Model 6403 manufactured by Electric Control Systems, or Model Emax V from Reed and Nordrop. It may be provided by a possible process controller.

시스템(10)에서 열전쌍에 의해 감지된 온도 및 시스템(100)에서 저항(전압 강하) 기술에 의해 감지된 온도와 관련된 명백한 차이를 제외하곤, 상기 두 시스템(10 및 100)의 동작은 실제로 동일하고 이하 설명될 것이다. 두 시스템에 있어서, N-1개의 부싱 섹션의 프로세스 제어기는 수동, 즉, 고정된 모드로 50% 전원을 제공하도록 조정된다. 자동 모드로 설정될시엔, 상기 예비 조정은 상기 제어기가 최대 포지티브 및 네거티브 온도범위 조정을 제공할 것이다. 그다음에, 주전원 제어기 구성 구성 부품(시스템(10)의 제1의 프로세스 제어기(32) 및 관련 전원 팩(26)과 시스템(100)의 부싱 균형 제어기(102)의 구성 구성 부품(142 내지 158) 및 전원 팩(26))은 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 최적화 및 균형된 처리량을 얻도록 조정된다. 상기는 핀조정 등등과 같은 기계적 수단을 포함한 임의의 수단에 의해 이루어질 수도 있고 상기 시스템이 자동 제어 모드로 전환되기 전에 실제로 동일한 처리량을 제공한다. 그다음에, N-1개의 제어기, 즉, 제2 및 제3의 전원 팩(54 및 74)을 각기 구동시키는 이들 프로세스 구성 부품의 설정 온도는 제로 에러를 나타내도록 조절된다. 이때에, 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)는 표면상 균형 상태에 있고 따라서 집합된 유리 섬유의 팩 싸이즈와 처리량은 실제로 동일하다. 최종적으로, N-1개의 제어기는 자동 모드로 전환되고 시스템(10 및 100)은 균형잡힌 상태를 유지하도록 동작될 것이다.The operation of the two systems 10 and 100 is actually the same, except for the apparent difference associated with the temperature sensed by the thermocouple in system 10 and the temperature sensed by the resistance (voltage drop) technique in system 100. Will be described below. In both systems, the process controller of the N-1 bushing sections is adjusted to provide 50% power in manual, ie fixed mode. When set to automatic mode, the preliminary adjustment will allow the controller to provide maximum positive and negative temperature range adjustment. Subsequently, the main power controller components (the first process controller 32 and associated power packs 26 of the system 10 and the components of the bushing balance controller 102 of the system 100, 142-158). And power pack 26 are adjusted to obtain optimized and balanced throughput of multi-section bushing assembly 12. This may be done by any means including mechanical means such as pinning and the like and actually provides the same throughput before the system is switched to automatic control mode. Then, the set temperatures of these process components that drive the N-1 controllers, namely the second and third power packs 54 and 74, respectively, are adjusted to indicate zero error. At this time, the multi-section bushing assembly 12 is in balance on the surface and thus the pack size and throughput of the aggregated glass fibers are actually the same. Finally, the N-1 controllers will be switched to automatic mode and the systems 10 and 100 will be operated to remain balanced.

다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 제2(N번째) 섹션(16)의 설정 온도를 유지하는한, 제1 또는 메인 전원 팩(26)이 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)에 전기 에너지의 대부분을 제공한다는 것을 인식될 것이다. 제2 및 제3의 전원 팩(54 및 74)은 상기 팩의 각각의 부싱 섹션(14 및 18)에 극소량의 전기 에너지를 제공하고 다중 섹션 부싱 어셈블리(12)의 각각의 섹션의 감지된 온도 또는 저항치에 따라 상기 팩의 이용가능한 전기 에너지의 0과 100% 간의 에너지를 주입하므로 온도를 조절한다.As long as the set temperature of the second (Nth) section 16 of the multi-section bushing assembly 12 is maintained, the first or main power pack 26 provides most of the electrical energy to the multi-section bushing assembly 12. It will be appreciated. The second and third power packs 54 and 74 provide very small amounts of electrical energy to each of the bushing sections 14 and 18 of the pack and detect the detected temperature of each section of the multi-section bushing assembly 12 or The temperature is controlled by injecting energy between 0 and 100% of the pack's available electrical energy depending on the resistance.

특히 시스템(100)에 관련하여, 앞서 인지된 바와같이, 상기 부싱 균형 제어기(102) 특히 제2 및 제3의 전원 팩(54 및 74)에 의해 주입된 전류는 저항(전압 강하) 감지동안 존재하지 않을 수도 있다. 교대로 동작하는 고속 스위치(126, 146, 166 및 200)는 부싱 어셈블리(12)의 열폭주(thermal runaway)를 초래할 사건 및 우발적인 고장과 같은 사고를 방지한다.In particular with respect to system 100, as noted above, the current injected by the bushing balance controller 102, in particular the second and third power packs 54 and 74, is present during resistance (voltage drop) sensing. You may not. Alternating high speed switches 126, 146, 166 and 200 prevent accidents such as incidents and accidental failures that will result in thermal runaway of the bushing assembly 12.

양호한 실시예의 전술한 도면 및 설명은 본 발명을 실행하는 발명자에게 공지된 최선 형태이다. 종래의 기술에 숙련된 자에 의해 이러한 실시예의 수정 및 변형이 실행될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 전술한 설명은 한정적이진 않으나, 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같지만 제한된다.The foregoing figures and description of the preferred embodiments are the best mode known to the inventors of the present invention. It will be appreciated that modifications and variations of this embodiment may be made by those skilled in the art. Therefore, the foregoing description of the invention is not limited but as defined in the appended claims, but is limited.

[산업상이용가능성][Industry availability]

유리 섬유의 제조에 있어서, 균일한 패키지 싸이즈를 초래하는 균일한 직경의 다수의 섬유를 제조하는 것이 바람직하다. 본 발명의 부싱 균형 제어는 다중 섹션 유리 섬유 부싱의 제어를 용이하게 하여, 전류 주입에 의해 부싱의 다수의 섹션 양단의 온도를 균형하게 유지하므로 균일한 섬유 직경을 제조한다.In the production of glass fibers, it is desirable to produce a large number of fibers of uniform diameter resulting in uniform package size. The bushing balance control of the present invention facilitates the control of the multi-section glass fiber bushing, thereby maintaining a uniform temperature across the multiple sections of the bushing by current injection, thus producing a uniform fiber diameter.

Claims

In the apparatus (10, 100) for controlling the temperature of the multi-section glass fiber forming bushing (12) and the respective sections (14, 16, 18), the means (36) 46, 66, 104, 106, 108, 110; Means (32, 50, 70, 102) for generating a temperature control signal (30, 52, 72) for each section of said bushing; Means (26) for supplying current to all sections of the multi-section bushing in response to one of the temperature control signals; Means (54, 74) for injecting current into all sections except one of said sections of said multi-section bushing in response to a residual signal of said temperature control signal. Temperature control of each section of the bushing.

2. The temperature control of each section of the multi-section glass fiber forming bushing according to claim 1, wherein the temperature sensing means is a thermocouple (36, 46, 66).

2. The temperature control of each section of the multi-section glass fiber forming bushing according to claim 1, wherein said temperature sensing means comprises means (122, 142, 162) for measuring the voltage drop across each said section. Device.

The apparatus of claim 1, wherein said temperature control signal generating means (32, 50, 70) comprises means (112, 114) for measuring the current supplied by said means (26) for supplying current. Temperature control of each section of the multi-section glass fiber forming bushing.

2. The apparatus according to claim 1, further comprising means (126, 146, 166, 200) for disabling said current injecting means while said temperature sensing means are in operation and disabling said temperature sensing means while said current injecting means is in operation. Further comprising a temperature control of each section of the multi-section glass fiber forming bushing.

2. The multi-section glass fiber of claim 1, further comprising interleaving means (126, 146, 166, 200) for alternately exclusively operating and deactivating said temperature sensing means and said current injection means. Temperature control of each section of the forming bushing.

In an apparatus 100 for maintaining a constant temperature in each section of a multi-section glass fiber forming bushing, a) N sections (14), each of which is composed of a material having a linear relationship between temperature and resistance, as described by the following relationship: Glass fiber forming bushings 12 separated by 16 and 18;

Where N is 1 to the total number of bushing sections, R _N is the instantaneous resistance of a given bushing section, R _S is the resistance of the bushing material at the set temperature T _S , ∝ is the change in resistance per degree Fahrenheit of the material used in the bushing, T _N is the instantaneous temperature of the given bushing section, T _S is the set temperature of the section of the bushing, b) means (26) for supplying current I _B to the bushing; c) a current transformer 112 for generating a signal proportional to the current I _B flowing in the bushing; d) means (122, 142, 162) for determining the voltage drop E _N across each section of the bushing; e) means for determining an error signal X _N for each section of said negative of less than or equal to;

Since C and K are constants, the error signal also becomes

here,

Is a difference between the instantaneous temperature T _N and the set temperature T _S of a given section of the bushing, f) means for injecting current into the N-1 bushing sections in response to each of the N-1 error signals (50). , 70); g) means (30) for regulating the supply of current I _B to the bushing in response to the N th error signal; h) means 126, 166 for disabling measurement of voltage drop and current when current is injected and means 146, 200 for disabling current injection when voltage drop and current are measured; Apparatus for maintaining a constant temperature of each section of the multi-section glass fiber forming bushing comprising a.

An apparatus for balancing the temperature of each section of a multi-section glass fiber forming bushing, comprising: a) means (122, 142, 162) for determining the voltage drop across each section of the glass fiber forming bushing; b) means (210) for determining a voltage drop across the bushing; c) means for calculating an error signal for each section of said glass forming bushing in accordance with the voltage drop across said section and the current flowing in said section; d) means (50, 70) for injecting current into all but one of said sections in accordance with each and every error signal except one of said error signals; e) means (26) for supplying current to the bushing in accordance with the remaining error signal in the error signal.

9. The apparatus of claim 8, further comprising means (114) for sensing a current supply by said supply means.

9. The apparatus of claim 8, further comprising means (126, 146, 166, 200) for disabling the current injection means while the voltage drop determining means are in operation and disabling the temperature sensing means while the current injection means is in operation. Temperature balance device for each section of the multi-section glass fiber forming bushing, further comprising a).

A method of balancing the temperature of each section of a multi-section glass fiber forming bushing (12), comprising the steps of: measuring the temperature of each section (14, 16, 18) of the bushing; Generating a temperature control signal (30, 52, 72) for each section of the bushing; In response to one of the temperature control signals, supplying current to all sections of the bushing; In response to a remaining signal in said temperature control signal, injecting current into all sections except one section of said bushing.

12. The method of claim 11, wherein the temperature measuring step includes sensing a voltage drop across each section and generating an error signal indicative of the difference between the sensed temperature and the set temperature. How to balance the temperature of each section.

12. The method of claim 11, wherein the step of measuring temperature comprises sensing a voltage drop across each section while suppressing the current injection step and suppressing the voltage drop detection step while executing the current injection step. A method of temperature balancing of each section of a multi-section fiberglass forming bushing characterized by.

12. The method of claim 11, wherein said temperature measuring step is performed by thermocouples (36, 46, 66).